栈桥及平台受力计算书.doc

钢管桩便桥
受力计算书
2010年3月6日
钢管桩便桥及平台受力计算书
一、便桥及平台结构简介
钢便桥及平台结构见附图,由于2、3号主墩横轴线与桥纵轴线斜交,所以工作平台与钻孔平台轴线斜交,在2、3号墩位置分别搭设钢便桥和钢平台,钢平台分为工作平台与钻孔平台。
便桥采用钢管桩基础,共一跨,与河堤堤岸相接,宽度为6m,。与便桥相连的为工作平台,宽度为9m,跨度为12m。便桥及工作平台共计有三排钢管桩,与河堤连接处桥墩采用2根φ630*8mm钢管桩,其余两个桥墩采用3根φ630*8mm钢管桩。便桥及工作平台的钢管桩以上采用2I40b工字钢作为横梁,横梁以上采用四根H580做为桥面主梁,主梁间距为144cm,主梁以上采用I20b作为桥面分布梁,分布梁间距为45cm,分布梁顶面铺设1cm厚钢板作为桥面板。
每个墩钻孔平台共计设10根φ529*8mm钢管桩,平台宽度为9m,由于与钢便桥斜交,平台形状为一梯形,。梯形长边位置设4根钢管桩,其余两排均为三根钢管桩。钢管桩顶横梁中间一根为2I45b、边上两根为I45b。横梁上铺设I30轻型工字钢,间距为60cm。I30工字钢上除护筒位置外满铺[18b槽钢作为桥面系。
二、便桥及平台各主要部件的应力计算
按最不利荷载计算便桥及平台受力,最不利的荷载工况为一辆12m3罐车满载混凝土行驶在便桥或平台上时。经实际称重知,罐车8个后轮共计荷载40t,前轮盒子啊约为10t。后轮有两个轴,轴间距为130cm,每个轴单侧车轮着地尺寸为60*20cm,。下面按此荷载对便桥及平台进行受力计算。
1、便桥及工作平台钢管桩受力计算
便桥及工作平台采用φ630*8mm钢管桩,简化的最不利工况是当罐车的两个后轴的中心与三根钢管桩的中间一根钢管桩中心重合时,偏安全考虑,按两个后轴40t全部由中间一根钢管承受,而不考虑边上钢管桩的受力。
在以上40t荷载基础上再考虑20%便桥自身荷载,则中间一根钢管桩最大荷载等于40*=48t。
φ630*8mm钢管桩截面面积A=156cm2
便桥最大压应力=48000/156=308Kgf/cm2=,远小于容许值145MPa,所以便桥及工作平台钢管桩受力能够满足要求。
2、钢管桩上横梁受力计算
(1) 横梁弯应力计算
显然钢管桩中心距离为350cm上的2I40a横梁受力最为不利,此时横梁作用在内侧钢管壁的支点距离L=350-63=287cm
罐车车轮左右车轮外侧距离为2m,,。故当罐车两个后轴的中心作用在两根钢管横梁的中心时,横梁的受力最为不利,此时左右车轮分别作用在两根H型钢中心,按简支梁计算,(见方案图),取70cm。其计算简图如下:
显然最大弯矩Mmax=20000*(287-140)/2=
横梁为2I40a,其截面抵抗矩W=1086×2=2172cm3
所以横梁的最大应力σmax==1470000/2172=677Kgf/cm2
=<f=145Mpa
横梁抗弯应力能满足规范要求。
(2) 2I40a最大挠度计算
采用清华大学求解器求得的最大挠度如下:
<[Δ]=L/400=350/400=,所以2I40a横梁型钢刚度满足规范要求。
3、便桥及工作平台H型钢纵梁受力计算
(1)H型钢抗弯能力计算
显然跨径为12m的H型钢受力最为不利,按简支梁进行计算,按罐车两个后轴的中心作用在跨中计算,此时前轮离支座50cm,可以忽略其对跨中弯矩的影响。为简化计算,偏安全的认为两个后轴的单侧车轮中心点作用20t荷载在H型钢的跨中为最不利受力工况。
由于H型钢中心间距为144cm,罐车后轮宽度为60cm,容易计算出两侧的两片H型钢分配荷载的比例=15/144*2*100%=21%,也就是说两侧H型钢分配了21%的荷载,这样后轮中心作用的H型钢跨中分配的荷载P=20*(1-)=
此时跨中最大弯矩Mmax==*1000*1200/4
=×106Kgf·cm
考虑到实际情况,,,上下翼缘宽度均为30侧模,,计算得H型钢的惯性矩为97883cm4,截面抵抗矩W=97883/()=3364cm3。
所以H型钢的最大应力
σmax==*106/3364=1409Kg/cm2=,小于145MPa,H型钢的抗弯